2016年哈尔滨工业大学航天学院材料力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、计算题
1． 由工字钢制成的简支梁受力如图1所示。己知材料的许用弯曲正应力[σ]=170 MPa ，许用切应力[τ] =100 MPa。试选择工字钢号码。
图1
【答案】根据平衡条件可求得支反力:
（l ）根据正应力强度条件确定
解得弯矩截面系数:
。
由此作梁的剪力图和弯矩图，如图2所示。可见梁内最大剪力F Smax =113. 12kN，最大弯矩值
由此查型钢表选取28a 号工字钢，其相关参数
图2
（2）校核切应力强度
故可选用28a 号工字钢。
2． 钢制曲拐ABC 安置在水平面内，AB 和BC 垂直，如图1所示。其A 端固定，C 端挂有钢丝绳，绳长s=2.lm，截面面积A=0.Icm，其下连接吊盘D ，重量Q=100kN的重物放在吊盘上。已l=lm， b=l.5m，h=2cm，d=4cm，G=82GPa，知β=40cm，钢的弹性模量E=210GPa，不计曲拐、吊盘、钢丝绳 自重。
=160MPa。
2
图1
（2）用第四强度理论校核曲拐AB 段的强度; （3）求曲拐C 端及钢丝D 端竖直方向位移。
【答案】（1） AB 段中，A 截面的弯矩和扭矩具有最大值，是危险截面。 其弯矩为其扭矩为
（l ）找到AB 段的危险截面和危险点位置，并画出应力状态，注明应力大小和方向;
其危险点为表面最高点和最低点，应力状态分别如图2（a ）、（b ）所示，应力大小为
图2
（2）由第四强度理论得
所以，AB 段的强度满足要求。
（3）将作用在C 点的力Q 简化到B 点，得到作用力Q’=Q和扭矩T=Qa，如图3所示。
图3
则B 点的挠度和扭转角为
由B 点位移引起的C 点挠度为由作用力引起的C 点挠度为所以C 点的挠度为
（垂直向下）
（垂直向下）
D 点的竖直位移由C 点挠度和钢丝伸长两部分组成，即